BAB IV METODE PENELITIAN
4.1
Rancangan Penelitian Sumber emisi yang diperhitungkan pada penelitian ini adalah sumber emisi
bergerak di jalan (on road). Untuk keperluan analisis emisi, wilayah kota Denpasar yang memiliki luas mencapai 127,78 km2, mempergunakan grid 1 x 1 km sehingga menghasilkan 165 grid. Seperti terlihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Pembagian grid Kota Denpasar
36
37
Perhitungan emisi sumber bergerak on-road dilakukan menggunakan metode faktor emisi. Secara spesifik, emisi dari kendaraan bermotor ditimbulkan dari proses pembakaran di dalam mesin yang mengeluarkan gas buang (nitrogen, CO2, air, dan pencemar-pencemar udara); evaporasi bahan bakar pada mesin dan saat pengisian bahan bakar. Jenis pencemar yang diinventarisir untuk kawasan Kota Denpasar adalah pencemar primer, meliputi: particulate matters (PM10), nitrogen oksida (NOx), sulfur dioksida (SO2), karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2) dan Hidrokarbon (HC). Perhitungan emisi sumber bergerak on-road dilakukan menggunakan metode Tier 3 dengan faktor emisi mengacu pada standar EURO untuk kendaraan tipe baru, yang disesuaikan dengan faktor-faktor komposisi armada termasuk jenis kendaraan, usia kendaraan, teknologi kendaraan, dan kondisi lalu lintas. Dari data yang diperoleh dapat dihitung beban emisi dengan menggunakan perangkat Mobilev 3.0. Mobilev 3.0 adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menghitung emisi gas buang dari kendaraan bermotor. Model ini didasarkan pada faktor emisi diperoleh dari Handbook of Emission Factor versi 3.1. Data masukan model termasuk arus lalu lintas harian rata-rata (ADT), komposisi armada kendaraan, karakteristik fisik dari jaringan jalan utama di domain, fungsi jalan, tahapan kontrol emisi (misalnya Euro I, II Euro, Euro III) dan informasi lainnya seperti gradien jalan dan kualitas bahan bakar. Hasil sebaran data emisi kemudian didistribusikan ke dalam peta geografis dengan menggunakan metode Sistem Informasi Geografis (SIG).
38
Beban emisi untuk suatu polutan f dari kendaraan pada suatu segmen jalan dapat dihitung dengan persamaan berikut:
……. (4.1) Keterangan: l = panjang dari segmen jalan (data mengenai panjang jalan dapat diukur dari peta jalan dalam GIS). V = volume total kendaraan yang melewati suatu segmen jalan Pi = fraksi probabilitas distribusi dari kendaraan tipe i. Cif = Konstanta faktor emisi Dalam penelitian ini jumlah kendaraan tiap kategori telah didapatkan, sehingga nilai probabilitas ini tidak dibutuhkan. Jadi, secara sederhana perhitungan beban emisi: Beban emisi (ton/thn) = jumlah kendaraan (kendaraan/hari) x panjang jalan yang dilewati (km) x faktor emisi (g/km/kendaraan) x 10-6 (ton/g) x 365(hari/tahun). ………..( 4.2)
Tahapan skema penelitian yang dilakukan meliputi proses seperti yang terlihat pada Gambar 4.2. Sebelum dilakukan pengumpulan data, baik data primer maupun sekunder dilakukan identifikasi kebutuhan data, ketersediaan informasi, prosedur pengumpulan data metode perhitungan estimasi beban emisi sumber bergerak (on roan) Kota Denpasar. Setelah terkumpulnya data-data yang dibutuhkan, dilakukan perhitungan estimasi beban emisi yang meliputi polutan: NO x, SO2, HC, PM10, CO2, dan CO pada masing-masing titik di jalan raya, jalan kecil, terminal, dan tempat parkir. Skema penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.2.
39
Mengidentifikasi kebutuhan data, ketersediaan informasi, prosedur pengumpulan data dan metode estimasi beban emisi
Pengumpulan data primer dan data sekunder
Menghitung emisi sumber bergerak PM10, NOx, (SO2), CO, (CO2) dan HC pada ruas jalan raya
Menghitung emisi sumber bergerak PM10, NOx, (SO2), CO, (CO2) dan HC pada jalan kecil
Menghitung emisi sumber bergerak PM10, NOx, (SO2), CO, (CO2) dan HC di terminal angkutan umum
Total emisi sumber bergerak on road
Pemetaan distribusi sebaran beban emisi menggunakan GIS Gambar 4.2 Skema penelitian
Menghitung emisi sumber bergerak evaporasi PM10, NOx, (SO2), CO, (CO2) dan HC di lapangan parkir
40
4.2
Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian dan pengolahan data dilakukan di Pusat Penelitian Lingkungan
Hidup Udayana. Penelitian telah dilakukan pada bulan Februari 2014 sampai dengan April 2014. 4.3
Penentuan Sumber Data Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah
menggunakan teknik survei primer berupa wawancara dan pengumpulan data langsung dari lapangan serta teknik survei sekunder berupa studi literatur dan survei instansi terkait. 4.3.1
Data Primer Data primer didapatkan melalui kuisioner dan survei lapangan. Data primer
yang dikumpulkan meliputi: - Data jarak tempuh dan waktu perjalanan tiap jenis kendaraan (sepeda motor, kendaraan ringan, bus, kendaraan berat, dan kendaraan tidak bermotor) di wilayah Denpasar. - Data perjalanan jenis kendaraan mikrolet (jarak trayek dan waktu tempuh). - Data penjualan bahan bakar di SPBU. Pengambilan data berupa data perjalanan kendaraan dilakukan menggunakan kuisioner dengan daerah pengambilan sampel acak di 4 kecamatan dalam wilayah kota Denpasar. Lokasi pengambilan survei untuk data perjalanan jenis kendaraan mikrolet, mikrobus, dan bus, dilakukan secara random ke beberapa terminal.
41
Sedangkan lokasi untuk pengambilan data penjualan bahan bakar dilakukan di Stasiun Pengisian Bahan Bakar Umum (SPBU). Metode Slovin berguna untuk menentukan jumlah sampel penentuan jumlah kendaraan yang akan diambil oleh peneliti dalam melakukan studi, metode Slovin rumusnya sebagai berikut: …………. (. 4.3) Keterangan: n = Jumlah sampel yang diteliti N = Jumlah Populasi e = Persentase kesalahan yang diinginkan (asumsi)
Dengan jumlah kendaraan bermotor di Denpasar sampai dengan bulan Desember 2012 adalah sebesar 1.452.555 dan persentase kesalahan yang diinginkan sebesar 5%, maka jumlah sampel yang dibutuhkan adalah 400 buah sampel. a. Waktu Pengambilan Data Primer Survei transportasi pada hari Sabtu dan Minggu untuk menggambarkan kondisi weekend, serta hari Selasa untuk menggambarkan kondisi weekday. Survey volume kendaraan dilakukan selama 16 jam mulai pukul 06.00 sampai dengan pukul 22.00. Untuk mendapatkan kecepatan dihitung dengan membagi jarak dengan waktu tempuh kendaraan. Survei kecepatan lalu lintas menggunakan pengamatan dengan camcorder. Dengan metode ini bisa didapatkan 100% data, dimana camcorder akan merekam semua kendaraan yang lewat selama waktu pengamatan, selanjutnya data hasil rekaman video diproses lebih lanjut.
42
4.3.2
Data Sekunder
a. Studi literatur Studi literatur merupakan kegiatan mencari bahasan yang sesuai dengan materi penelitian yang dijadikan dasar dalam menganalisis. Studi ini dilakukan melalui kajian kepustakaan dari buku-buku dan tulisan-tulisan yang berkaitan dengan emisi gas perkotaan yang berasal dari kegiatan transportasi. Hasil kajian digunakan unuk menunjang proses identifikasi jenis variabel yang ada. b. Survei Instansi Survei instansi dilakukan untuk memperoleh data dari instansi yang terkait dengan tema penelitian. Pada survei yang dilakukan oleh Dinas Perhubungan Kota Denpasar tersebut, jenis-jenis kendaraan di bagi dalam 5 kategori yaitu (Direktur Jenderal Perhubungan Darat, 1996): -
Sepeda Motor (SM) / Motorcycle (MC) Kendaraan bermotor dengan dua atau tiga roda (termasuk sepeda motor, kendaraan roda tiga).
-
Kendaraan Ringan (KR) / Light Duty Vehicle (LDV) Kendaraan bermotor beroda empat, dengan dua gandar berjarak 2,0 – 3,0 m (termasuk kendaraan penumpang, opelet, mikro bis, angkot, mikro bis, pick-up, dan truk kecil).
43
-
Bus Semua jenis kendaraan penumpang yang daya angkutnya lebih besar dari 12 orang.
-
Kendaraan Berat (KB) / Heavy Duty Vehicle (HDV) Kendaraan bermotor dengan jarak as lebih dari 3,50 m, biasanya beroda lebih dari empat, (meliputi : bis, truk dua as, truk tiga as dan truk kombinasi sesuai sistem klasifikasi Bina Marga).
-
Kendaraan Tak Bermotor (KTB) / Unmotorised (UM) Elemen lalu lintas berupa kendaraan yang tidak mempunyai motor penggerak sendiri (meliputi becak, sepeda, kereta kuda, dan kereta dorong sesuai sistim klasifikasi Bina Marga).
4.4
Prosedur Penelitian
4.4.1
Analisa emisi pada ruas jalan utama
1. Pertama disiapkan peta digital Kota Denpasar dengan menggunakan aplikasi GIS. Wilayah kota Denpasar yang memiliki luas mencapai 127,78 km2, mempergunakan grid 1 x 1 km sehingga menghasilkan 165 grid. 2. Volume lalu lintas pada setiap ruas jalan utama dibagi menjadi 5 kategori kendaraan bermotor, yaitu: a. Sepeda motor b. Kendaraan ringan (Mobil pribadi, Van, SUV, pick up)
44
c. Bus (bus kecil berkapasitas ±10, bus Sedang berkapasitas ±27 dan bus besar berkapasitas 40 atau lebih) d. Kendaraan berat (truk kecil dengan kekuatan maksimum ±120 HP, truk sampah dengan kekuatan maksimum ±190 HP atau lebih dan trailer) e. Kendaraan tidak bermotor ( sepeda gayung dan dokar) 3. Jumlah kendaraan yang dianalisis adalah total jumlah kendaraan tiap tahunnya kemudian dikonversi ke satuan mobil penumpang (smp) dengan cara mengalikan jumlah kendaraan dengan faktor konversi. Perhitungan dilakukan dengan persamaan ……. (4.4) Dimana : n = jumlah kendaraan setelah dikonversi (smp) m = jumlah kendaraan sebelum dikonversi (kendaraan) FK = Faktor Konversi (smp/kendaraan) 4. Langkah berikutnya adalah menentukan kualitas bahan bakar dari hasil pemantauan atau spesifikasi dari instansi terkait 5. Melakukan perhitungan menggunakan aplikasi Mobilev untuk mengetahui beban emisi yang dihasilkan tiap jenis kendaraan. 6. Hasil perhitungan menampilkan beban emisi untuk setiap kategori kendaraan pada setiap ruas jalan
45
4.4.2
Menghitung emisi sumber bergerak pada jalan kecil
1. Apabila data jaringan jalan dan volume lalu lintas jalan-jalan kecil tidak tersedia, maka emisinya dihitung sebagai sumber bergerak area. 2. Menghitung perkiraan total VKT sumber bergerak dengan persamaan: ̅̅̅̅̅̅
……….(4.5)
Dimana: ̅̅̅̅̅̅ VKTb,c Nb,c
= VKT kendaraan kategori b dan berbahan bakar c berdasarkan survei odometer (km/tahun) = VKT seluruh kendaraan bermotor kategori b yang menggunakan bahan bakar c (km/tahun) = jumlah kendaraan bermotor kategori b yang menggunakan bahan bakar c
3. Menghitung nilai total VKT sumber garis menggunakan persamaan: ∑ Ecji = VKT ji
……. (4.6) EFcj (100 - C) /100
……..(4.7)
Dimana: VKTj,line = VKT kategori kendaraan j pada ruas jalan i yang dihitung sebagai sumber garis (km/tahun) Qji = volume kendaraan dalam kategori j pada ruas jalan i kendaraan/tahun) li = panjang ruas jalan i (km) Ecji = emisi pencemar c untuk kendaraan kategori j pada ruas jalan i C = efisiensi peralatan pengendali emisi (%) C = 0, jika tidak terpasang peralatan pengendali 4. Hitung nilai total VKT sumber bergerak area dengan rumus: Total VKT sumber bergerak area = total VKT sumber bergerak – total VKT sumber garis. …….(4.8)
46
4.4.3
Menghitung emisi sumber bergerak on-road di terminal angkutan umum
1. Pertama mengumpulkan data jumlah angkutan umum yang masuk keluar terminal dalam 1 hari dan 1 tahun dari instansi terkait (Dinas Perhubungan). 2. Menggunakan asumsi, yaitu selama kendaraan berada di terminal, kendaraan dalam keadaan berhenti namun mesin menyala (idling). 3. Lakukan survei berapa lama kendaraan menunggu di terminal. 4. Melakukan perhitungan emisi berdasarkan jumlah bahan bakar yang dikonsumsi selama idling dengan menggunakan persamaan:
∑ ∑
……(4.9)
dimana: Ei = Emisi polutan i [g], FCj,m = Konsumsi bahan bakar kendaraan j menggunakan bahan bakar m [kg], FEi,j,m = Faktor emisi polutan i untuk kategori kendaraan j dan bahan bakar m [g/kg]. 5. Menggunakan faktor emisi tertentu sesuai tabel 4.1 – 4.4. Tabel 4.1 Tier 1 Faktor Emisi Untuk CO dan NMVOC CO (g/kg fuel) Mean Min Max Gasoline 84,7 49,0 269,5 PC Diesel 3,33 2,05 8,19 LPG 84,7 38,7 117,0 Gasoline 152,3 68,7 238,3 LDV Diesel 7,40 6,37 11,71 Diesel 7,58 5,73 10,57 HDV CNG (buses) 5,70 2,20 15,00 Two-Wheel Gasoline 497,7 331,2 664,5 Sumber: CORINAIR 1.A.3.b, tabel 3.5 Category
Fuel
NMVOC (g/kg fuel) Mean Min Max 10,05 5,55 34,42 0,70 0,41 1,88 13,64 6,10 25,66 14,59 3,91 26,08 1,54 1,29 1,96 1,92 1,33 3,77 0,26 0,10 0,67 131,4 30,0 364,8
47
Tabel 4.2 Tier 1 Faktor Emisi Untuk NOx dan PM NOx (g/kg fuel) Category
PM (g/kg fuel
Fuel
Mean Gasoline 8,73 PC Diesel 12,96 LPG 15,20 Gasoline 13,22 LDV Diesel 14,91 Diesel 33,37 HDV CNG (buses) 13,00 Two-Wheel Gasoline 6,64 (Sumber: CORINAIR 1.A.3.b, tabel 3.6)
Min 4,48 11,20 4,18 3,24 13,36 28,34 5,50 1,99
Max 29,89 13,88 34,30 25,46 18,43 38,29 30,00 10,73
Mean 0,03 1,10 0,00 0,02 1,52 0,94 0,02 2,20
Min 0,02 0,80 0,00 0,02 1,10 0,61 0,01 0,55
Max 0,04 2,64 0,00 0,03 2,99 1,57 0,04 6,02
Tabel 4.3 Tier 1 Faktor Emisi Untuk N2O dan NH3 N2O (g/kg fuel) Mean Min Max Gasoline 0,206 0,133 0,320 PC Diesel 0,087 0,044 0,107 LPG 0,089 0,024 0,202 Gasoline 0,186 0,103 0,316 LDV Diesel 0,056 0,025 0,072 Diesel 0,051 0,030 0,089 HDV CNG (buses) N.A 0,000 0,000 Two-Wheel Gasoline 0,059 0,048 0,067 (Sumber: CORINAIR 1.A.3.b, tabel 3.7) Category
Fuel
NH3 (g/kg fuel) Mean Min Max 1,106 0,330 1,444 0,065 0,024 0,082 0,080 0,022 0,108 0,667 0,324 1,114 0,038 0,018 0,056 0,013 0,010 0,018 N.A 0,000 0,000 0,059 0,048 0,067
Tabel 4.4 Tier 1 Untuk CO2 Subsector units All vehicle types All vehicle types All vehicle types All vehicle types All vehicle types All vehicle types All vehicle types
Fuel Gasoline
Kg CO2 per kg of fuel 3,180 3,140 3,017 2,750 3,125 3,061 2,104
Diesel LPG1 CNG2 (or LNG) E54 E104 E854 (Sumber: CORINAIR 1.A.3.b, tabel 3.11) Notes: 1 LPG diasumsikan 50% propane + 50% butane. 2 CNG and LNG diasumsikan 100% methane. 4 E5, E10 and E85 diasumsikan terdiri dari 5, 10 and 85% volume. untuk ethanol (bioethanol atau synthetic ethanol) and 95, 90 and 15% untuk bensin.
48
4.4.4
Menghitung emisi evaporasi di lokasi parkir
1. Pertama menentukan lokasi-lokasi parkir di wilayah inventarisasi termasuk tempat parkir pada badan jalan dan di lokasi lainnya. Lalu mengumuplan data jumlah kendaraan yang parkir per hari. 2. Menghitung emisi dengan menggunakan faktor emisi
∑
……… (4.10)
Dimana: E = Beban emisi (g/tahun), Nj = Jumlah kendaraan kategori j, FE,j = Faktor emisi untuk kategori kendaraan j (g/kendaraan/hari), j = Kategori kendaraan 3. Menggunakan faktor emisi HC di lokasi parkir sesuai tabel 4.5.
No 1 2 3
Tabel 4.5 Tier 1 Faktor Emisi Penguapan Bahan Bakar Kendaraan Pada Suhu 20-35oC Jenis Kendaraan Nilai Satuan Mobil Penumpang 24,9 g/vhicle/day Kendaraan Ringan 37,9 g/vhicle/day Kendaraan Roda Dua 5,0 g/vhicle/day
Sumber: CORINAIR GB 2009 1.A.3.b.v Gasoline evaporation code: 1.A.3.b.v.
4.5
Analisis Data Segera setelah setiap data terkumpul, tabulasi dan analisis data serta
perhitungan
emisi
awal
dilakukan.
Perhitungan
emisi
dilakukan
dengan
menggunakan pendekatan faktor emisi dikalikan faktor kegiatan (Kementrian Lingkungan Hidup, 2013) sebagai berikut : Beban Emisi (ton/tahun) = Jumlah kendaraan (kendaraan/hari) × Jarak tempuh (km) × faktor emisi (g/km/kendaraan) x 10-6 (ton/g) x 365 (hari/tahun) ….. (4.11)
